数字调制的FPGA实现设计

if s(n)==0; m=zeros(1,nsamp); b=zeros(1,nsamp);
elseif s(n)==1; m=ones(1,nsamp); b=ones(1,nsamp);
end c=sin(fc*tc); cm=[cm m]; cp=[cp b]; mod=[mod c]; end
2-ASK的FPGA实现
通过键控法实现2-ASK调制。采用ROM核和相位累加器生成正弦波。当输 入信号为0时，输出为0，当输入的数字信号为1时，控制最终输出的模拟信号 为标准正弦波。
2-ASK的FPGA实现
2-ASK原理框图
//顶层文件 module DDS(Rst_n,Signal,Clk,DA_data);
2-ASK的MATLAB仿真
clear ; close all; clc; fc=10^6;%载波频率 freq=32*10^3;%码元速率 fs=32*10^6;%采样速率 time=10^-3; s=randi([0 1],freq*time,1);%在freq*t的矩阵中产生0，1的随机序列 tc=0:2*pi/999:2*pi; nsamp=fs/freq;%每个码元的采样点数 len=time*fs; t=0:1/fs:(len-1)/fs; cm=[]; cp=[]; mod=[]; for n=1:length(s);
.cnt(phase));
rom rom_inst( .clock(clk), .address(addr), .q(sin_o));
m = 3.0; %调制指数 freqsep = m*ps; %两个频率之间的间隔 nsamp = Fs/ps; %每个码元的采样点数 x = randi([0,1],N,1); %产生随机数据做为数据 元 ContData = fskmod(x,2,freqsep,nsamp,Fs,'cont'); t = 0:1/Fs:(Len-1)/Fs; f0 = cos(2*pi*fc.*t)+sin(2*pi*fc.*t)*sqrt(-1); Contfsk = real(ContData.*f0'); for i = 1:length(x)
对于第一种方法，载频信号的产生可以用DDS核，代数运算可以调用相应 的IP核，但是该方法无法产生连续相位的2-FSK信号，且比较麻烦；对于第二 种方法，只需在相位累加器模块用数字基带信号控制频率控制字即可控制相 应的输出信号频率，相对来说简单一些，且其相位也连续，相比之下采用第 二种方法。
2-FSK的FPGA实现
wire [7:0]addr; wire [31:0]phase;
assign addr = phase[31:24];
phase_adder phase_adder_inst( .clk(clk), .rst(rst), .din(din), .cnt(phase));
rom rom_inst( .clock(clk), .address(addr), .q(fsk_out));
endmodule
//相位累加器模块 module phase_adder(
input clk, input rst, input din, output reg [31:0]cnt);
always @(posedge clk or negedge rst) begin if(!rst)
cnt <= 0;
载波频率为100kHz
载波频率为1MHz
2-FSK的FPGA实现
2-FSK信号的产生方法有两种： ①按照时域表达式实现 S(t) m1(t)Acos(2f1t 1) m2(t)Acos(2f2t 2) ②采用FPGA中的ROM核，用数字基带信号控制频率控制字从而控制输出信号的 频率
initial begin Rst_n =0; #(`Clock_period*200); Rst_n =1; end
initial Signal=0; always #(`Clock_period*3125) Signal =~Signal; initial begin #(`Clock_period*100000); end endmodule
input clk, input rst, input din, output [7:0]mod_bpsk);
wire [7:0]addr; wire [31:0]phase; wire [7:0]sin_o;
assign addr = phase[31:24];
phase_adder phase_adder_inst( .clk(clk), .rst(rst),
else if(din == 0)
cnt <= cnt + 32'd85899346; //0-> 1MHz
else
cnt <= cnt + 32'd42949673; //1-> 500KHz end
endmodule
fo

fc 2N
Fw
//测试文件 `timescale 1ns/1ns module FskMod_tb();
Binary Signal 1
0.5
0 0
1 0.5
0 -0.5
-1 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
time BPSK Modulation
-3
x 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
time
-3
x 10
BPSK的FPGA实现
数字信号对载波相位的调制成为相位键控，即通过数字基带信号控制载 波的相位，使得载波相位在码元跳变处发生跳变的一种调制方式。常用同一 个载波的两种相位表示数字信号，相对于ASK和FSK调制方式来说，PSK系统抗 噪声能力更强，BPSK的调制过程通常采用键控法实现。
input Rst_n; //复位信号 input Signal; //基带信号 input Clk; //时钟
output [9:0] DA_data;
reg [11:0] Addr;
reg [31:0] sum; reg [31:0] Fword =32'd42949672; //1MHZ；
always@(posedge Clk or negedge Rst_n) if(!Rst_n) sum <= 32'd0; else sum <= sum + Fword;
数字调制的FPGA实现设计
指导教师：XXX XXX XXXXXXXX XXX XXXXXXXX XXX XXXXXXXX XXX XXXXXXXX
系统的结构框图
基带 信号输 入
2ASK模块 2FSK模块 BPSK模块 QPSK模块
数字调制系统
每个模块又分为matlab 仿真与FPGA实现两部分
调制 信号输 出
if x(i) == 0; for m = Len/N*(i-1)+1:Len/N*i Binary(m) = 0; end
else for m = Len/N*(i-1)+1:Len/N*i Binary(m) = 1; end
end end %绘制连续相位的时域波形 subplot(211) plot(t,Binary) ylim([0,1.5]); xlabel('时间(s)');ylabel('幅值');title('二进制码元'); subplot(212) plot(t,Contfsk); ylim([-1.5,1.5]); xlabel('时间(s)');ylabel('幅值');title('调制信号');
2-FSK调制原理框图
Y
基带信号输入 高电 平？
N
频率控 制字1
频率控 制字2
Σ
相位累 加器
正弦波 调制信号输出 查找表
//顶层文件 `timescale 1ns/1ns
module FskMod( input clk, input rst, input din, output [7:0]fsk_out);
ask=cm.*mod; subplot(2,1,1); plot(t,cp); grid on; xlabel('time'); title('二进制信号'); subplot(2,1,2); plot(t,ask); xlabel('time'); grid on; title('2ASK调制信号');
e2 psk(t) A cosct概率为P e2 psk(t) - A cosct概率为1 — P
BPSK的FPGA实现
BPSK原理框图
正弦波发生模块
频率控 制字
相位累 加器
ROMቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 储
码元为0？
是
输出sin
否
输出sin的反 相
BPSK的最终输出
//主程序 module BPSK_GAO(
FskMod FskMod_inst( .clk(clk), .din(din), .rst(rst), .fsk_out(fsk_out));
endmodule
modelsim仿真结果如下：
BPSK的MATLAB仿真
f=1000000;%载波频率 time=10^-3; signal_freq = 32000; %码元速率 fs=32*10^6;%采样速率 N=signal_freq*time;%码元个数 s=randi([0 1],N,1);%产生0,1的随机序列